初中物理机械能实验题

图甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。图乙是研究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动。请回答以下问题：

（1）设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与          的关系；设计乙实验的目的是研究运动的小车与所受        的关系。
（2）甲实验是钢球通过木块被推动          的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；乙实验是通过木块在粗糙程度不同的平面上运动的远近，推理得出：在理想情况下，运动的物体如果               ，将永远做匀速直线运动。
（3）我们知道物体的质量和它的速度都能影响物体的动能，请在下面的横线上写出怎样研究物体的动能与质量的关系？                    。

在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如表所示．

序号	钩码重G/N	钩码上升的高度h/cm	弹簧测力计的示数F/N	弹簧测力计移动的距离S/cm
1	2	5	0.6	25
2	4	8	1.1

（1）在表格的空格处，填上合适的数据．
（2）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．

（3）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量沿      方向      拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数；第1次实验测得滑轮组的机械效率为      ．
（4）如果将重为3N的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以判断出这时滑轮组的机械效率应在      范围内．

如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图．

（1）实验时让小球A从不同高度滚下，那么实验要探究的是物体动能的大小与物体         的关系．
（2）该实验中物体的动能是指物体         （选填“A”或“B”）的动能，该动能是由
能转化而来的．
（3）该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时         （选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过         （选填“高度”或“质量”）来改变的．
（4）若在实验中，由于木板较短，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行？方法是
（5）若水平面绝对光滑，本实验         （选填“能”或“不能”）达到探究目的．

小明猜想物体的重力势能大小可能与物体的质量及被举的高度有关．为了验证自己的猜想，他进行了如下实验，让两个不同质量的锥子分别在两个不同高度自由下落，扎到下方四本相同的旧书上，书因此被扎出孔，分析这些被扎孔的不同，如图所示．

（1）若比较甲和乙，这是通过控制     不变，来探究重力势能的大小与     的关系；
（2）在（1）中，小明不仅比较了甲、乙，还比较了丙、丁，他这样做的目的是          ．
（3）小明设想了以下两种方案来判断物体重力势能的大小，你认为最佳的一种是（    ）
A.测出书上被扎孔的深度；       B.数出被扎孔的纸的页数．

小明在玩“水枪”玩具时，发现“水枪”水平放置，如果推动活塞的速度越快，水枪离地面的高度越高，水就会射得越远，据此，他提出了如下猜想：在空中水平抛出的物体，落地的水平距离与抛出的初速度及抛出点离地面的高度有关，为验证猜想，小明找来了如图所示装置进行实验。

（1）让小球从斜槽上自由滚下，是为了使小球到达水平槽时具有一定的　　；小球从斜槽滚下，重力势能　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）

（2）保持　 　不变，分别让同一小球从斜槽上A、B、C位置由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离S_A、S_B、S_C，发现S_A＞S_B＞S_C．这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与　 　有关。

（3）逐步降低抛出点离地面的高度，分别为h₁、h₂、h₃，每次都让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，分别测出小球落地的水平距离s₁、s₂、s₃，发现s₁＞s₂＞s₃．这表明：空中水平抛出的物体，落地的水平距离与　 　有关。

（4）若在水平槽铺上毛巾，使抛出点离地面的高度为h₃，让同一小球从斜槽上A处由静止自由滚下，测出小球落地的水平距离为s₄，根据上述实验的结果，应该有s₄　 　s₃（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图甲、乙所示。

（1）按照甲图装置实验，小明应竖直向上　　拉动弹簧测力计，使钩码从 $A$处升高到 $A\text{'}$处。由图可知拉力为　　 $N$，钩码上升的高度为　　 $\mathit{cm}$。

（2）小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在表中。

实验次数	钩码重力 $G/N$	钩码上升高度 $h/m$	拉力 $F/N$	绳端移动的距离 $s/m$	机械效率 $\eta$
1	2.0	0.02		0.04	$83\%$
2	4.0	0.03	2.2	0.06

①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法（要求向下拉绳子的自由端使钩码升高）。

②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是　　 $N$（结果精确到 $0.1N)$；第二次实验时滑轮组的机械效率是　　（结果精确到 $1\%)$。

③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越　　（选填“高”或“低” $)$。

如图所示是某同学“探究斜面”实验装置图．实验前他做了如下猜想：

A．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜度有关．
他在实验时用弹簧测力计拉着同一木块沿斜面向上做匀速直线运动，分别做了四次实验，并记录实验数据如下：

实验次数	斜面倾斜程度	斜面粗糙 程度	木块重量G/N	斜面高h/m	拉力F/N	斜面长 s/m	有用功 W有/J	总功W总/J	机械效率 η
1	较缓	木板表面	2	0.1	0.6	0.5	0.2	0.3	67%
2	较陡	木板表面	2	0.2	1	0.5	0.4	0.5	80%
3	最陡	木板表面	2	0.3	1.4	0.5	0.6	0.7	86%
4	最陡	毛巾表面	2	0.3	1.6	0.5

 
（1）实验中，测有用功和总功的原理是_______，测机械效率的原理是______________。
（2）请将上表所缺的数据补充完整．
（3）比较        两次实验可知猜想A是正确的．
（4）比较1、2、3次实验得到的结论是：当斜面粗糙程度、木块重量相同时，斜面越平缓沿斜面的拉力越_________，机械效率越___________．
（5）从数据分析可知使用斜面可以省________，但不能省______。（选填“力”和“功”）

为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，小明利用长木板、刻度尺、弹簧测力计、小车A、木块B等器材设计了如下图所示的实验装置。请你回答：

（1）实验中如何改变斜面的倾斜程度____________________.
（2）为了分析数据得出结论，请你帮助他设计出记录数据的实验表格。
（3）根据所测物理量写出在这个探究实验中需要计算的物理量的表达式       

小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表：

物理量 次数	钩码总重G/N	钩码上升的高度h/m	测力计示数F/N	测力计移动距离s/m	机械效率h
1	4	0.1	1.8	0.3
2	6	0.1	2.4	0.3	83%
3	4	0.1	1.4	0.5	57%
4	4	0.2	1.4	1.0	57%

 
（1）在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上_________拉动弹簧测力计，且在且___________（静止时/拉动时）读数。
（2）第1次实验测得的机械效率为_______。
（3）分析表中数据可知：第2次实验是用________图做的；第4次实验是用______图做的。（选填“a”、“b”或“c”）
（4）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组，________可以提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率________。
（5）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_________。

在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中，让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块．如图所示．

（1）本实验的研究对象是       ．
（2）小车放置的位置越高，木块被撞击得越远．研究表明：当     一定时，物体动能的大小与物体的      有关．
（3）甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f_甲、f_乙，则    （填序号）．
①f_甲＞f_乙 ②f_甲＜f_乙 ③f_甲=f_乙．

为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图所示的装置，并进行了如下实验。

①将弹簧放在水平面上，一端固定。

②在弹性限度内，用物块（物块与弹簧不连结）将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量△ $L$

③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离 $S$。

④多次改变弹簧的形变量，重量步骤②③。

⑤分析实验数据得出结论。

请回答以下问题：

（1）本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟　　的关系。

（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过　　来间接反映的。

（3）本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块将　　能转化为　　能。

在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图 $a$、 $b$、 $c$所示，让质量为 $m$、 $2m$的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。

（1）小球动能是由　　（填某种能量）转化来的。

（2）实验中通过　　反映小球动能的大小。

（3）比较　　两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。

（4）比较 $a$、 $b$两图进行的实验，可以得到小球的动能随质量增大而　　。

小明猜想物体的重力势能大小可能与物体的质量及被举的高度有关．为了验证自己的猜想，他进行了如下实验，让两个不同质量的锥子分别在两个不同高度自由下落，扎到下方四本相同的旧书上，书因此被扎出孔，分析这些被扎孔的不同，如图所示．

（1）若比较甲和乙，这是通过控制      不变，来探究重力势能的大小与      的关系；
（2）在（1）中，小明不仅比较了甲、乙，还比较了丙、丁，他这样做的目的是           ．
（3）小明设想了以下两种方案来判断物体重力势能的大小，你认为最佳的一种是（    ）
A.测出书上被扎孔的深度；       B.数出被扎孔的纸的页数．

小春发现高速公路常有如图所示的限速警告标志，他问爸爸：为什么在相同的道路上行驶的汽车却会有不同的最高时速限制呢？爸爸告诉他：大车质量大，惯性大，如果速度太快的话，遇紧急情况不能及时停下来，极易造成交通事故．小春想：这就是说在相同的情况下大车要停下来所用的距离比小车要长？为此，他设计了如图所示的装置及以下探究方案：

①让一辆小车从光滑斜面上某位置由静止滑下，测出它在水平面运动的距离s₁；
②给小车车厢里添加适当的钩码，并使小车从同一高度由静止滑下，测出它在水平面运动的距离s₂；
③再继续增加钩码数量，重复步骤②；
④比较各次水平运动距离s的大小，归纳出结论．对于上述探究方案，请你作答：
(1)给小车添加钩码的目的是_______．
(2)让小车从同一高度下滑的目的是_______．
(3)小车在水平面上运动的过程中，机械能___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．
(4)假设各次小车在水平面上运动时所受的摩擦力均相同，则s₂_______s₁(选填“>”、“＝”或“<”)，原因是            ．
(5)小春的探究方案合理吗？_______．为什么？_____________________．

如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图。A球的质量和高度都可改变，问：
①该实验要探究的是物体动能的大小与物体________________的关系。
②该实验探究物体的动能是指物体____(选填“A”或“B”)。
③该实验物体动能的大小是通过__________________来反映的。
④该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时___________（选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过_______（选填“高度”或“质量”）来改变的。
⑤实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变________（选填“物体A”或“物体B”）的质量，这是为了研究物体动能与物体质量的关系。